■黃 峰 ■福建二建建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 福州 350003

1 混凝土耐久性的概念

混凝土耐久性是指混凝土結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用年限內(nèi)，在各種環(huán)境條件作用下，不需要額外的費用加固處理而保持其安全性、正常使用和可接受外觀的一種能力，是混凝土結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)之一。其主要體現(xiàn)在：抗?jié)B性、抗凍性、抗裂性、抗侵蝕性、抗碳化能力?；炷恋哪途眯耘c工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能不僅包括結(jié)構(gòu)的安全性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。

2 混凝土耐久性的影響因素

2．1 內(nèi)部因素

(1)混凝土的堿-骨料反應(yīng)

堿-骨料反應(yīng)一般指水泥中的堿和骨料中的活性硅發(fā)生反應(yīng)，生成堿-硅酸鹽凝膠，并吸水產(chǎn)生膨脹壓力，造成混凝土開裂。其引起的混凝土結(jié)構(gòu)破壞程度，比其他耐久性破壞發(fā)展更快，后果也更為嚴(yán)重。而且堿-骨料反應(yīng)一旦發(fā)生，很難加以控制，一般不到兩年就會使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯開裂，所以有時也稱堿-骨料反應(yīng)是混凝土結(jié)構(gòu)的“癌癥”。

(2)混凝土的碳化

混凝土的碳化是指混凝土中氫氧化鈣與滲透進(jìn)混凝土中的二氧化碳和其它酸性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。正常情況下混凝土呈堿性，在鋼筋表面形成堿性薄膜，保護(hù)鋼筋免遭酸性介質(zhì)的侵蝕，起到“鈍化”保護(hù)作用。而碳化的實質(zhì)是混凝土的中性化，混凝土的堿性降低，鈍化膜遭到破壞，使混凝土失去對鋼筋的保護(hù)作用。碳化同時也會加劇混凝土的收縮，致使混凝土出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。

2．2 外部因素

(1)侵蝕性介質(zhì)的腐蝕

當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)處在有侵蝕性介質(zhì)作用的環(huán)境時，會引起水泥石發(fā)生一系列化學(xué)、物理與物化變化，而逐步受到侵蝕，嚴(yán)重的使水泥石強(qiáng)度降低，以至破壞。常見的化學(xué)侵蝕可分為淡水腐蝕、一般酸性水腐蝕、碳酸腐蝕、硫酸鹽腐蝕等幾類。

(2)混凝土的凍融破壞

混凝土的抗凍性是混凝土受到物理作用(干濕變化、溫度變化、凍融變化等)后反映混凝土耐久性的重要指標(biāo)之一。混凝土凍融作用破壞機(jī)理是混凝土在其凍融的過程中，遭受的破壞應(yīng)力，損傷混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)。當(dāng)經(jīng)過反復(fù)多次的凍融循環(huán)以后，損傷逐步積累不斷擴(kuò)大，發(fā)展成互相連通的裂縫，使混凝土的強(qiáng)度逐步降低，最后甚至完全喪失。

(3)鋼筋的銹蝕

混凝土中鋼筋的銹蝕是一個電化學(xué)過程，電化學(xué)腐蝕是混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的影響耐久性的問題，尤其是氯離子腐蝕。氯離子的侵入會使鋼筋表面的鈍化膜迅速破壞，引起鋼筋銹蝕，大量的鐵銹使混凝土體積膨脹，導(dǎo)致混凝土沿保護(hù)層發(fā)生縱向裂縫，造成鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力破壞，鋼筋截面面積減少，使結(jié)構(gòu)的承載力降低，變形和裂縫增大。并隨著時間的推移，腐蝕會逐漸惡化，最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的完全破壞。

(4)施工因素影響

混凝土材料本身質(zhì)量低下以及骨料級配不當(dāng)都會導(dǎo)致混凝土耐久性能下降;施工過程中工人操作不當(dāng)?shù)热藶橐蛩卦斐傻幕炷两Y(jié)構(gòu)的內(nèi)、外部缺陷，也會使混凝土容易遭到破壞;而如果水灰比控制不當(dāng)，混凝土的密實性就降低，抗?jié)B性就變差，直接影響到混凝土的耐久性。

3 提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的有效措施

針對以上幾種主要不利因素的影響，可采取如下有效措施來提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。

3．1 合理的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造設(shè)計

(1)結(jié)構(gòu)應(yīng)保證有足夠的混凝土保護(hù)層厚度

混凝土保護(hù)層可以阻止外界侵蝕介質(zhì)、氧氣和水分的滲入，保護(hù)作用的效果與混凝土的密實度和保護(hù)層的厚度密切相關(guān)。適當(dāng)加大混凝土保護(hù)層的厚度是提高混凝土耐久性、延長混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的重要對策。

(2)合理地設(shè)計結(jié)構(gòu)及構(gòu)造

對于易發(fā)生耐久性問題的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件部位，在設(shè)計中應(yīng)通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和合理的構(gòu)造對策予以克服。例如，使結(jié)構(gòu)物利于排水，以保證混凝土的干燥;合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置以及地基處理，減少地基不均勻沉降造成的裂縫等。同時，混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件宜整體澆筑，不宜留施工縫。當(dāng)必須有施工縫時，其位置及構(gòu)造不得有損于結(jié)構(gòu)的耐久性。

3．2 避免或減輕堿集料反應(yīng)

混凝土堿集料反應(yīng)危害很大，一旦發(fā)生很難修復(fù)。當(dāng)混凝土使用有堿活性反應(yīng)的骨料時，必須從配合比出發(fā)，嚴(yán)格控制混凝土中的總堿含量以保證混凝土的耐久性。此外，外加劑特別是早強(qiáng)劑帶來高含量的堿，為預(yù)防堿集料反應(yīng)，在設(shè)計上應(yīng)對外摻劑的使用提出要求。

3．3 正確選用混凝土材料和配合比

要評價混凝土耐久性設(shè)計是否合理，需要評定對水、氧、二氧化碳及其他有害介質(zhì)侵入混凝土的滲透程度。為了達(dá)到保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合適的抗?jié)B透性就需要正確選擇水泥品種，保證足夠的膠凝材料用量和控制水膠比，選擇良好的骨料及其級配，保證混凝土的密實性。

3．4 要限制氯鹽的含量

氯鹽污染是誘發(fā)鋼筋銹蝕的一個很重要因素。氯鹽污染有的是來源于使用帶有氯離子的摻合料的內(nèi)摻原因造成的，有的是外部環(huán)境?；炷粮邏A性在一定范圍內(nèi)抑制了Cl-對鋼筋的腐蝕，而混凝土堿度低時微量Cl-就可引起鋼筋銹蝕。因此，為了提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性除前面所述措施外，還需限制Cl-的含量。

3．5 控制施工質(zhì)量

混凝土的拌制盡量采用二次攪拌法、裹砂法及裹砂石法等工藝，提高混凝土拌合料的和易性，保水性;大體積混凝土的澆筑振搗應(yīng)控制混凝土的溫度裂縫，收縮裂縫，施工裂縫，建立混凝土的澆筑振搗制度，提高混凝土密實度和抗?jié)B性，重視混凝土振搗后的表面工序，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土裂縫。混凝土的施工過程對控制構(gòu)件外觀裂縫，施工裂縫至關(guān)重要，應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，特殊季節(jié)施工的混凝土結(jié)構(gòu)，還應(yīng)采取特殊對策。

3．6 結(jié)構(gòu)的日常維護(hù)

結(jié)構(gòu)在使用階段，應(yīng)注意檢測，維護(hù)和修理，對處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程更應(yīng)如此，建立檢測和評估體系，及時發(fā)現(xiàn)，及時修理，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的正常使用。在使用中，應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)承受超重荷載、接觸腐蝕性物質(zhì)，并盡量減少凍融環(huán)境的影響。同時在結(jié)構(gòu)建成后定期檢查，在結(jié)構(gòu)破壞超過一定的界限后，就需要詳查破壞原因并評估是否需要維修或加固。

4 結(jié)束語

在混凝土技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中一定要堅持可持續(xù)發(fā)展原則，盡可能地提高混凝土使用壽命，而改進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能無疑是其中最有效的手段，是需要大家足夠重視和大力提倡的。

［1］張廣義．淺談鋼筋混凝土耐久性的影響因素及對策［J］．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2005，(05)．